[發(fā)明專利]一種基于閉環(huán)控制的低電壓治理裝置補(bǔ)償電壓給定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010763920.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN111835013B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范建華;郭志強(qiáng);盧松林;張鵬程;寧振;張建;李偉;吳雪梅;盧峰;林志超;程艷艷;葉齊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島鼎信通訊股份有限公司;沈陽(yáng)科遠(yuǎn)國(guó)網(wǎng)電力工程勘察設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/12
• 分類號(hào): H02J3/12
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本申請(qǐng)公開了一種基于閉環(huán)控制的低電壓治理裝置補(bǔ)償電壓給定方法，包括對(duì)網(wǎng)側(cè)電壓采集并進(jìn)行基波成分提取，求得電網(wǎng)電壓相位，計(jì)算負(fù)載電壓參考值；采用PI控制輸出補(bǔ)償電壓參考，反推補(bǔ)償后的負(fù)載電壓，求得當(dāng)前負(fù)載電壓與目標(biāo)負(fù)載電壓的差值，作為PI輸入，如此往復(fù)實(shí)現(xiàn)了電壓幅值補(bǔ)償；對(duì)于需要相位補(bǔ)償?shù)碾妷簠⒖迹O(shè)定相位步長(zhǎng)，逐次調(diào)整相位大小，采用PI控制調(diào)整及輸出需要進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)膮⒖茧妷海鲜龅姆笛a(bǔ)償過(guò)程一直進(jìn)行，保證補(bǔ)償后電壓幅值穩(wěn)定；幅值補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電壓參考與相位補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電壓參考疊加，作為總補(bǔ)償電壓的參考。本發(fā)明實(shí)時(shí)得到補(bǔ)償電壓的幅值，實(shí)時(shí)調(diào)整補(bǔ)償電壓的相位與幅值，實(shí)現(xiàn)電壓的精確補(bǔ)償。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電能質(zhì)量治理領(lǐng)域，具體涉及一種基于閉環(huán)控制的低電壓治理裝置補(bǔ)償電壓給定方法。

背景技術(shù)

在一些偏遠(yuǎn)的地區(qū)，特別是山區(qū)等環(huán)境，盡管變壓器出線端的電壓正常，但由于配電線路長(zhǎng)以及用戶用電情況變化大等原因，線路末端低電壓的現(xiàn)象十分常見，不少家庭由于低電壓?jiǎn)栴}無(wú)法正常使用家用電器，特別是在用電高峰的夏季，家家戶戶對(duì)于電風(fēng)扇、空調(diào)以及電冰箱等家用電器的需求非常大，低電壓?jiǎn)栴}嚴(yán)重影響居民的生活水平。

常見的末端低電壓治理方法是機(jī)械式低電壓治理方式，將變壓器串聯(lián)至低電壓線路中，根據(jù)接入點(diǎn)的電網(wǎng)電壓，調(diào)整變壓器的檔位，將變壓器的輸出電壓疊加至負(fù)載側(cè)，從而達(dá)到提升用戶電壓的效果。傳統(tǒng)的機(jī)械式低電壓治理方式調(diào)節(jié)速度慢，調(diào)節(jié)精度差，總體補(bǔ)償效果并不理想；電力電子式治理方法采用基于電力電子技術(shù)的換流模塊與傳統(tǒng)隔離變壓器結(jié)合的方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的靈活補(bǔ)償，但補(bǔ)償電壓越高，線路壓降越大，設(shè)備接入點(diǎn)電壓越低，因此需要實(shí)時(shí)跟蹤電壓補(bǔ)償過(guò)程中網(wǎng)側(cè)電壓的變化，實(shí)現(xiàn)電壓的精確補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于閉環(huán)控制的低電壓治理裝置補(bǔ)償電壓給定方法，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：。

一種基于閉環(huán)控制的低電壓治理裝置補(bǔ)償電壓給定方法，包括補(bǔ)償電壓的幅值跟蹤以及相位跟蹤，采用PI控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載側(cè)電壓的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確跟蹤，并對(duì)補(bǔ)償電壓進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，達(dá)到同時(shí)補(bǔ)償電壓幅值與電壓相位的目的，該算法具體過(guò)程如下：

步驟1：采集電網(wǎng)電壓，計(jì)算電網(wǎng)電壓的相位，根據(jù)目標(biāo)的負(fù)載電壓幅值，得到無(wú)相偏條件下的目標(biāo)負(fù)載側(cè)電壓參考值；

步驟2：不考慮相位補(bǔ)償，采用PI控制，實(shí)時(shí)反饋網(wǎng)側(cè)電壓+補(bǔ)償電壓結(jié)果，逐步修改輸出電壓的幅值，最終達(dá)到負(fù)載側(cè)電壓與給定電壓(無(wú)相位偏移)相同的結(jié)果；

步驟3：考慮相位補(bǔ)償，計(jì)算目標(biāo)負(fù)載電壓的參考值，再次進(jìn)行PI控制及反饋，輸出修改輸出電壓的幅值與相位，最終達(dá)到負(fù)載側(cè)電壓與給定電壓(有相位偏移)相同的結(jié)果。

進(jìn)一步地，采用整周期SDFT(滑動(dòng)傅里葉變換)算法進(jìn)行電網(wǎng)電壓相位的求取，采用整周期DFT算法消除累計(jì)偏差，對(duì)于檢測(cè)而言具有一個(gè)周期的延時(shí)，但其濾波性能優(yōu)，跟蹤時(shí)間固定，在50Hz工頻的環(huán)境下，可以精準(zhǔn)檢測(cè)電網(wǎng)電壓相位。

步驟2和步驟3兩個(gè)環(huán)節(jié)的目標(biāo)負(fù)載電壓參考為直流信號(hào)，即給定的電壓參考為在電網(wǎng)電壓基波相位上的投影，相位與電網(wǎng)電壓相位保持相對(duì)靜止，由此可采用PI(比例積分)控制方法實(shí)現(xiàn)電壓的跟蹤。

在相位補(bǔ)償時(shí)，為防止電壓的劇烈波動(dòng)，設(shè)定相位步長(zhǎng)，當(dāng)補(bǔ)償后負(fù)載電壓達(dá)到某一個(gè)相位時(shí)，再進(jìn)行下一個(gè)相位的參考及補(bǔ)償，逐步逼近設(shè)定的目標(biāo)相位；由于相位補(bǔ)償對(duì)電壓幅值具有影響，因此幅值補(bǔ)償一直在進(jìn)行，隨著相位參考的變化，幅值補(bǔ)償過(guò)程會(huì)有一定的波動(dòng)性。

該方法采用SDFT直流跟蹤以及兩級(jí)PI控制，充分考慮電壓補(bǔ)償造成的線路壓降動(dòng)態(tài)變化的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)負(fù)載側(cè)電壓的精確反饋；在相位補(bǔ)償過(guò)程中，采用相位逐步逼近的方法，減小電壓的波動(dòng)，保證電壓幅值跟蹤過(guò)程中的穩(wěn)定性；該方法可以根據(jù)補(bǔ)償環(huán)境以及設(shè)備的狀態(tài)，同時(shí)進(jìn)行電壓幅值與相位的補(bǔ)償，且使得補(bǔ)償過(guò)程中補(bǔ)償電壓的總體趨勢(shì)不變，電壓給定值變化穩(wěn)定，最終可以準(zhǔn)確地補(bǔ)償至目標(biāo)電壓值。